JP6217182B2 - Driving force transmission structure and optical instrument - Google Patents
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本発明は、駆動力伝達構造及び光学機器に関するものである。 The present invention relates to a driving force transmission structure and an optical apparatus.
従来、駆動力伝達機構として、ギア列が用いられている(特許文献1参照)。
一方、例えば超音波モータでレンズ群が駆動されるカメラがある。このようなカメラは、超音波モータの回転力をレンズ群に伝達する構造としてギア列が用いられている。しかし、ギア列は、ギア同士がかみ合う際のギア歯とギア歯との接触によって、可聴音が発生する可能性がある。近年カメラは、静止画のみならず動画撮影も可能なものが多く、このような動画撮影可能なカメラにおいては、動画撮影時にこの可聴音も録音される可能性がある。
Conventionally, a gear train has been used as a driving force transmission mechanism (see Patent Document 1).
On the other hand, for example, there is a camera in which a lens group is driven by an ultrasonic motor. Such a camera uses a gear train as a structure for transmitting the rotational force of an ultrasonic motor to a lens group. However, in the gear train, an audible sound may be generated due to contact between the gear teeth when the gears mesh with each other. In recent years, there are many cameras that can shoot not only still images but also moving images. In such cameras that can shoot moving images, there is a possibility that this audible sound may be recorded at the time of moving image shooting.
本発明の課題は、駆動音が静かな駆動力伝達構造及び光学機器を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a driving force transmission structure and an optical apparatus with a quiet driving sound.
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means.
請求項1に記載の発明は、アクチュエータの出力軸から被駆動体まで、前記アクチュエータによって発生された駆動力を伝達する駆動力伝達構造であって、前記アクチュエータの出力軸に取り付けられた出力ローラと、前記被駆動体と接触する被駆動体側ローラと、を含む複数のローラを備え、前記複数のローラは、出力軸が第1方向に対して異なる位置に配置され、前記複数のロータのうちの第1のローラの出力軸は前記第1方向の力が与えられ、前記第1ローラと隣接する第2ローラの出力軸は前記第1方向と逆の第2方向の力が加えられる駆動力伝達構造である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の駆動力伝達構造において、複数の前記ローラは、互いに接触して駆動力が伝達される際における回転中心から外周までの距離が、複数のギアを含むギア列で前記アクチュエータから前記被駆動体に前記駆動力を伝達した場合の、前記ギアのピッチ円半径と等しいこと、を特徴とする駆動力伝達構造である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の駆動力伝達構造であって、前記ローラの外周はゴム部材であること、を特徴とする駆動力伝達構造である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の駆動力伝達構造であって、複数の前記ローラは、互いに隣接する前記ローラの接触部に発生する垂直抗力を増加させる方向に力を加える押圧機構が設けられていること、を特徴とする駆動力伝達構造である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の駆動力伝達構造を備えた光学機器である。
The invention according to claim 1 is a driving force transmission structure for transmitting a driving force generated by the actuator from an output shaft of the actuator to a driven body, and an output roller attached to the output shaft of the actuator; A plurality of rollers including a driven member-side roller in contact with the driven member, wherein the plurality of rollers are arranged at positions where output shafts are different from each other in the first direction, A driving force transmission in which a force in the first direction is applied to the output shaft of the first roller, and a force in a second direction opposite to the first direction is applied to the output shaft of the second roller adjacent to the first roller. Structure.
According to a second aspect of the present invention, in the driving force transmission structure according to the first aspect, the plurality of rollers have a plurality of distances from the rotation center to the outer periphery when the driving force is transmitted by contacting each other. A driving force transmission structure characterized by being equal to a pitch circle radius of the gear when the driving force is transmitted from the actuator to the driven body by a gear train including a gear.
The invention according to
A fourth aspect of the present invention is the driving force transmission structure according to any one of the first to third aspects , wherein the plurality of rollers generate a vertical drag generated at a contact portion between the rollers adjacent to each other. A driving force transmission structure characterized in that a pressing mechanism that applies force in the increasing direction is provided .
The invention described in 請 Motomeko 5 is an optical device including the driving force transmission structure according to any one of claims 1 to 4.
本発明によれば、駆動音が静かな駆動力伝達構造及び光学機器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a driving force transmission structure and optical apparatus with a quiet driving sound can be provided.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Aを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each figure shown below is provided with an XYZ orthogonal coordinate system for ease of explanation and understanding. In this coordinate system, the direction toward the left side as viewed from the photographer at the position of the camera when the photographer shoots a horizontally long image with the optical axis A being horizontal (hereinafter referred to as a normal position) is defined as the X plus direction. Further, the direction toward the upper side in the normal position is defined as the Y plus direction. Further, the direction toward the subject at the normal position is defined as the Z plus direction.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の駆動力伝達構造によって超音波モータ10の駆動力をレンズ31に伝えるカメラ1の概念的な構成図である。
カメラ1は、撮像素子4を備えるカメラボディ2と、レンズ31を有するレンズ鏡筒3とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of the camera 1 that transmits the driving force of the
The camera 1 includes a
レンズ鏡筒3は、カメラボディ2に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒3は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒であってもよい。
レンズ鏡筒3は、レンズ31、カム筒32、及びカメラ1のフォーカス動作時に合焦レンズであるレンズ31を駆動する超音波モータ10を備えている。
なお、本実施形態ではレンズ31を駆動するアクチュエータとして超音波モータ10を用いるがこれに限定されず、他の種類のモータ、例えばDCモータ等であってもよい。
The
The
In the present embodiment, the
超音波モータ10の回転力は、ゴムローラ列5を介してカム筒32に伝えられる。レンズ31は、カム筒32に保持されており、超音波モータ10によって光軸方向(Z軸方向)に移動駆動されて焦点調節を行う。なお、レンズ鏡筒3は、レンズ31の他に、結像光学系を構成する図示しないレンズ群を備えている。
The rotational force of the
カメラ1は、図1において、レンズ鏡筒3内に設けられたレンズ31を含むレンズ群によって、カメラボディ2における撮像素子4の撮像面に被写体像が結像される。そして、撮像素子4によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をA/D変換することによって、画像データが得られる。
In the camera 1, a subject image is formed on the imaging surface of the imaging element 4 in the
図2は、第1実施形態の駆動力伝達機構を光軸(Z方向)に対して垂直な方向から見た図である。図3は、第1実施形態の駆動力伝達機構を上(Yプラス側)から見た図である。
図示するように、ローラ列5は、超音波モータ10の出力軸11に取り付けられ、出力軸11とともに回転する第1ローラ51と、第1ローラ51と接触する第2ローラ52と、第2ローラ52と接触する第3ローラ53とを備える。第3ローラ53はカム筒32と接触する。
FIG. 2 is a view of the driving force transmission mechanism of the first embodiment viewed from a direction perpendicular to the optical axis (Z direction). FIG. 3 is a view of the driving force transmission mechanism of the first embodiment as viewed from above (Y plus side).
As shown in the figure, the
第1ローラ51,第2ローラ52,第3ローラ53は円柱状基材の表面付近のみにゴム材51a,52a,53aの層を設けたものである。また、カム筒32の外周にもゴム材32aの層が設けられている。
このゴム材は、耐摩耗性、機械的強度の優位性から、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンブタジエンゴム、アクリルゴム等が好ましい。また、高負荷環境用には繊維補強ゴムを用いてもよい。基材部分は硬度の高い別部材(樹脂、金属、高硬度ゴム、セラミックス等)としても良い。
なお、本実施形態では、上述のようにゴム材が円柱状基材の表面(外周)に設けられている例について説明したが、これに限定されず、基材部分も表面と同一のゴム材で形成してもよい。
The
The rubber material is preferably fluororubber, chloroprene rubber, urethane rubber, nitrile rubber, ethylene butadiene rubber, acrylic rubber or the like because of superior wear resistance and mechanical strength. Further, fiber reinforced rubber may be used for high load environments. The base material portion may be a separate member (resin, metal, high hardness rubber, ceramics, etc.) having high hardness.
In the present embodiment, the example in which the rubber material is provided on the surface (outer periphery) of the cylindrical base material as described above has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the base material portion is also the same rubber material as the surface. May be formed.
また、第1ローラ51,第2ローラ52,第3ローラ53の表面状態は、耐摩耗性、機械的強度の確保、静音性を目的として、理想円筒側面の表面形状にすることが好ましい。そして表面の粘着性は少ないほうがよい。ただし、軽い負荷駆動用のローラの場合、吸音性を持たせるために、表面に微細なポーラスを分布させた層を設けても良い。
さらにローラ表面の剪断強度を増すために、母材を繊維強化ゴムとし、表面に吸音性を持たせた別部材のゴム層で覆う形にしても良い。
またローラ表面の剪断強度を増すために、母材をゴム硬度の高いゴムとし、表面に吸音性を持たせた別部材のゴム硬度の弱いゴム層で覆う形にしても良い。
In addition, the surface states of the
Further, in order to increase the shear strength of the roller surface, the base material may be made of fiber reinforced rubber, and may be covered with a rubber layer of another member having a sound absorbing property on the surface.
In order to increase the shear strength of the roller surface, the base material may be a rubber having a high rubber hardness and may be covered with a rubber layer having a low rubber hardness, which is a separate member having a sound absorbing property on the surface.
第1ローラ51の中心には、上述のように超音波モータ10の出力軸11が相互回転不能に貫通している。また、第2ローラ52及び第3ローラ53の中心にも、それぞれ中心軸52b,53bが相互回転不能に貫通している。
出力軸11,中心軸52b,53bは、Zマイナス側からそれぞれ第1ローラ51,第2ローラ52,第3ローラ53を貫通してZプラス側まで延びている。
As described above, the
The
そして、互いに接触するローラの中心軸の間には、バネ部材が取り付けられ、中心軸同士が互いに引き合うように付勢されている。バネ部材は、ローラを挟んで、Zマイナス側とZプラス側との2箇所に配置されている。ただし、これに限定されず、Zマイナス側とZプラス側とのどちらか一方でもよい。 A spring member is attached between the central axes of the rollers that are in contact with each other, and is biased so that the central axes attract each other. The spring members are arranged at two locations on the Z minus side and the Z plus side with the roller interposed therebetween. However, the present invention is not limited to this, and either the Z minus side or the Z plus side may be used.
すなわち、互いに接触する第1ローラ51の出力軸11と第2ローラ52の中心軸52bとの間には、第1ローラ51及び第2ローラ52を挟んで、Zプラス方向にバネ部材54aが取り付けられ、Zマイナス方向にバネ部材54bが取り付けられている。
That is, the
また、互いに接触する第2ローラ52の中心軸52bと第3ローラ53の中心軸53bとの間には、第2ローラ52及び第3ローラ53を挟んで、Zプラス方向にバネ部材55aが取り付けられ、Zマイナス方向にバネ部材55bが取り付けられている。
A
なお、これらのバネ部材54a,54b,55a,55bは、説明を省略するが、それぞれが取り付けられている軸51b、52b,53bの回転を妨げないようにそれぞれの軸に取り付けられている。
The
ここで、図2に示すようにローラ51,52,53が、バネ部材54a,54b,55a,55bによって互いに押し付けられた状態において、それぞれのローラ51,52,53の中心から接触部の外周までの距離をR1,R2,R3とする。
なお、この距離R1,R2,R3は、それぞれのローラ51,52,53が互いに押圧し合ってゴム部材が弾性変形しているので、それぞれのローラ51,52,53自体の半径よりもわずかに小さい可能性がある。
本実施形態において、それぞれのローラ51,52,53は、この距離R1,R2,R3が、本実施形態の駆動力伝達構造と同等の機能をギア列で構成した場合のそれぞれのギアのピッチ円(モジュール円)の半径と等しいように構成されている。
Here, as shown in FIG. 2, in a state where the
The distances R1, R2, and R3 are slightly smaller than the radii of the
In the present embodiment, each of the
本実施形態によると、バネ部材54a,54b,55a,55bのバネ力と、軸(出力軸51b,中心軸52b,53b)自体の剛性とによって、隣接するローラ(第1ローラ51と第2ローラ52、及び第2ローラ52と第3ローラ53)は互いに押し付けられる。これによって、各ローラ51,52,53の接触部における垂直抗力が増加するので滑りが発生しにくい。このため、超音波モータ10の駆動力は、少ない損失で第1ローラ51から第2ローラ52、第3ローラ53を介してカム筒32に伝達される。
According to the present embodiment, the adjacent rollers (
また、本実施形態では、超音波モータ10の駆動力の伝達に、ゴムローラを用い、すなわちギア列を用いていないため、ギア同士がかみ合う際の可聴音が発生しない。このため、カメラ1の静音化が図られる。
Moreover, in this embodiment, since the rubber roller is used for transmission of the driving force of the
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態の駆動力伝達機構を光軸に対して垂直な方向から見た図である。なお、第1実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図示するように第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、互いに接触するローラの中心軸の間にバネ部材が設けられておらず、代わりに、それぞれの軸11,52b,53bと固定部とを結ぶバネ部材が、ローラ間の接触部の押圧力(垂直抗力、面と面との法線方向の力)を増加させるように設けられている点である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a view of the driving force transmission mechanism according to the second embodiment of the present invention viewed from a direction perpendicular to the optical axis. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in the figure, the second embodiment is different from the first embodiment in that no spring member is provided between the central axes of the rollers that are in contact with each other. The spring member connecting the two portions is provided so as to increase the pressing force (vertical drag, force in the normal direction between the surfaces) of the contact portion between the rollers.
すなわち、図4に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒3は上部固定部3Uと下部固定部3Dとを備える。出力軸11と下部固定部3Dとの間には、バネ部材56が設けられ、出力軸11は下部固定部3D側に付勢されている。
また、中心軸52bと上部固定部3Uとの間には、バネ部材57が設けられ、中心軸52bは上部固定部3U側に付勢されている。
さらに、中心軸53bと下部固定部3Dとの間には、バネ部材58が設けられ、中心軸53bは下部固定部3D側に付勢されている。
That is, as shown in FIG. 4, the
Further, a
Further, a
これにより、ローラ列5のそれぞれのローラ51,52,53は、互いに隣接する2つのローラで見た場合、下方にあるローラは上方に引っ張られ、上方にあるローラは下方に引っ張られる。
Thereby, when each
すなわち、第1ローラ51と第2ローラ52の場合、上方にある第1ローラ51は下方に引っ張られ、下方にある第2ローラ52は上方に引っ張られている。
第2ローラ52と第3ローラ53の場合、下方にある第2ローラ52は上方に引っ張られ、上方にある第3ローラ53は下方に引っ張られている。
That is, in the case of the
In the case of the
ここで、第1ローラ51は第2ローラ52の上部に置かれて、両者の接触部が、第1ローラの下部であって第2ローラの上部になるように配置されている。
そして、第1ローラ51は下方に引かれ、第2ローラ52は上方に引かれるので、バネ部材56,57の力によって、第1ローラ51と第2ローラ52との間の接触部における垂直抗力が増加して、滑りが減少する。
Here, the
Since the
また、第2ローラ52は第3ローラ53の下部に置かれて、両者の接触部が、第2ローラの上部であって第3ローラの下部になるように配置されている。
そして、第2ローラ52は上方に引かれ、第3ローラ53は下方に引かれるので、バネ部材56,58の力によって、第2ローラ52と第3ローラ53との間の接触部における垂直抗力が増加して、滑りが減少する。
The
Since the
このため、超音波モータ10の駆動力は、少ない損失で第1ローラ51から第2ローラ52、第3ローラ53を介してカム筒32に伝達される。
また、本実施形態においても、超音波モータ10の駆動力の伝達に、ゴムローラを用いてギア列を用いないため、ギア同士がかみ合う際の可聴音が発生しない。このため、カメラ1の静音化が図られる。
Therefore, the driving force of the
Also in this embodiment, since the gear train is not used using the rubber roller for transmitting the driving force of the
(第3実施形態)
図5は本発明の第3実施形態の駆動力伝達機構を上方から見た図である。本実施形態においても、第1実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
第3実施形態が第1実施形態と異なる点は、それぞれのローラ51,52,53が円錐台形状(テーパ形)である点である。
第1ローラ51及び第3ローラ53は上底側がZプラス側になるように配置されている。第2ローラ52は下底側がZプラス側になるように配置されている。
また、これらのローラ51,52,53の表面状態は、第1実施形態と同様に耐摩耗性、機械的強度の確保、静音性を目的として、理想円錐台側面の表面形状にすることが好ましい。
そして、本実施形態においてバネ部材61,62,63は、それぞれの軸11,52b,53bに挿通されてローラ51,52,53をそれぞれ下底側から上底側に付勢する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a view of the driving force transmission mechanism of the third embodiment of the present invention as viewed from above. Also in the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The third embodiment is different from the first embodiment in that each of the
The
Further, the surface state of these
In the present embodiment, the
すなわち、第1ローラ51の出力軸11のZプラス方向には、バネ部材61が挿通されている。このバネ部材61のZマイナス側の一端は第1ローラ51の回転を妨げないように第1ローラ51の上底側に取り付けられ、他端は、ローラ51のZプラス側に設けられた固定部3Fに固定され、第1ローラ51を固定部3F側に付勢している。
That is, the
第2ローラ52の中心軸52bのZプラス方向には、バネ部材62が挿通されている。このバネ部材62のZマイナス側の一端は第2ローラ52の回転を妨げないように第2ローラ52の上底側に取り付けられ、他端は、固定部3Fに固定され、第2ローラ52を固定部3Fから離れる方向に付勢している。
A
第3ローラ53の中心軸53bのZプラス方向には、バネ部材63が挿通されている。このバネ部材63のZマイナス側の一端は第3ローラ53の回転を妨げないように第3ローラ53の上底側に取り付けられ、他端は、固定部3Fに固定され、第3ローラ53を固定部3F側に付勢している。
A
本実施形態においても、バネ部材61,62,63の力によって、隣接するローラは互いに押し付けられる。これによって、各ローラの接触部における垂直抗力が増加して、滑りが減少する。
このため、超音波モータ10の駆動力は、少ない損失で第1ローラ51から第2ローラ52、第3ローラ53を介してカム筒32に伝達される。
また、本実施形態では、超音波モータ10の駆動力の伝達に、ゴムローラを用いてギア列を用いないため、ギア同士がかみ合う際の可聴音が発生しない。このため、カメラ1の静音化が図られる。
Also in this embodiment, adjacent rollers are pressed against each other by the force of the
Therefore, the driving force of the
Moreover, in this embodiment, since the gear train is not used using a rubber roller for transmission of the driving force of the
(変形形態)
図6は第1実施形態の変形例を示した図である。図示するように、第1ローラ51の外周における第2ローラ52が配置されている方向と出力軸11を挟んで点対称の位置に、ダミーローラ70を設けて、第1ローラ51を押さえる構成にしてもよい。
この形態によると、回転を開始した際の、出力軸11の逃げを防止し、垂直抗力が低下することを防止することができる。
(Deformation)
FIG. 6 is a view showing a modification of the first embodiment. As shown in the figure, a
According to this embodiment, it is possible to prevent the
1:カメラ、3:レンズ鏡筒、3D:下部固定部、3F:固定部、3U:上部固定部、5:ローラ列、10:超音波モータ、11:出力軸、32:カム筒、32a:ゴム材、51:第1ローラ、51a,52a,53a:ゴム材、51b:出力軸、52:第2ローラ、52b,53b:中心軸、53:第3ローラ、54a,54b,55a,55b,56,57,58,61,62,63:バネ部材、70:ダミーローラ 1: camera, 3: lens barrel, 3D: lower fixing part, 3F: fixing part, 3U: upper fixing part, 5: roller train, 10: ultrasonic motor, 11: output shaft, 32: cam cylinder, 32a: Rubber material, 51: first roller, 51a, 52a, 53a: rubber material, 51b: output shaft, 52: second roller, 52b, 53b: central shaft, 53: third roller, 54a, 54b, 55a, 55b, 56, 57, 58, 61, 62, 63: Spring member, 70: Dummy roller
Claims (5)
前記アクチュエータの出力軸に取り付けられた出力ローラと、
前記被駆動体と接触する被駆動体側ローラと、を含む複数のローラを備え、
前記複数のローラは、出力軸が第1方向に対して異なる位置に配置され、前記複数のロータのうちの第1のローラの出力軸は前記第1方向の力が与えられ、前記第1ローラと隣接する第2ローラの出力軸は前記第1方向と逆の第2方向の力が加えられる駆動力伝達構造。 A driving force transmission structure for transmitting a driving force generated by the actuator from an output shaft of the actuator to a driven body;
An output roller attached to the output shaft of the actuator;
A driven body side roller in contact with the driven body, and a plurality of rollers.
The plurality of rollers have output shafts arranged at different positions with respect to the first direction, and the output shaft of the first roller of the plurality of rotors is given a force in the first direction, and the first roller A driving force transmission structure in which a force in a second direction opposite to the first direction is applied to the output shaft of the second roller adjacent to the first roller .
複数の前記ローラは、互いに接触して駆動力が伝達される際における回転中心から外周までの距離が、The plurality of rollers are in contact with each other, the distance from the rotation center to the outer periphery when the driving force is transmitted,
複数のギアを含むギア列で前記アクチュエータから前記被駆動体に前記駆動力を伝達した場合の、前記ギアのピッチ円半径と等しいこと、Equal to the pitch circle radius of the gear when the driving force is transmitted from the actuator to the driven body in a gear train including a plurality of gears;
を特徴とする駆動力伝達構造。A driving force transmission structure characterized by
前記ローラの外周はゴム部材であること、
を特徴とする駆動力伝達構造。 The driving force transmission structure according to claim 1 or 2 ,
The outer periphery of the roller is a rubber member;
A driving force transmission structure characterized by
複数の前記ローラは、互いに隣接する前記ローラの接触部に発生する垂直抗力を増加させる方向に力を加える押圧機構が設けられていること、
を特徴とする駆動力伝達構造。 The driving force transmission structure according to any one of claims 1 to 3 ,
A plurality of the rollers are provided with a pressing mechanism for applying a force in a direction to increase a vertical drag generated at a contact portion of the rollers adjacent to each other;
A driving force transmission structure characterized by
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